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外文翻译--独立动力单臂机器人 中文版.doc

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外文翻译--独立动力单臂机器人 中文版.doc

南京大学毕业设计论文外文资料翻译系部机械工程系专业机械工程及自动化姓名学号外文出处Proc.ofSPIEVol.6201620112附件1.外文资料翻译译文2.外文原文。指导教师评语该生的外文翻译基本正确,没有严重的语法或拼写错误,已达到本科毕业的水平。签名年月日注请将该封面与附件装订成册。用外文写附件1外文资料翻译译文独立动力单臂机器人摘要本文介绍了独立动力的平面单臂机器人的构思和初步结果。机器人二个自由度由液压油驱动,一个臂控制。它运用的是液压反推装置,一种能精确的提供高压,工作台面宽度一般并且阻抗力很小的控力装置。这些装置安装在机器人的身体部位,用电缆将能量传送到臀部和腿的关节处。液压发动机驱动着一个排量恒定的给蓄电池增压的泵。因为用的是线性译码器,每个反推装置的绝对位置和弹簧的压缩都可测量的。弹簧压缩量转化为输出力,利用软件使用循环算法把控制力与需要的力相比。输出信号的每个力控制器驱动着高性能的伺服阀门,控制着液体流向执行机构的活塞。在设计机器人过程中,我们用了以模拟为基础的重复多次的设计方法。初步概算的机器人的物理参数是基于以往的经验并且形体上更逼真的机器人的仿真模型。其次,控制算法模拟出它在平面上的跳跃。从模拟中的关节的能源要求和移动范围,我们再反推出需要的滑轮的直径,活塞的直径,行程,液压,伺服阀门的流量和带宽,齿轮泵的额定流量和发动机功率。符合或超过技术要求的零件被选出来集成到机器人里去,运用CAD软件,我们计算出设计的机器人的物理参数,将它们代替先开始用CAD估算出来的数据,然后生产出新的能源要求的连接器。我们不断重复这些工作,最终得到了设计中的提到的已校正过的原型。一般来说,除去体外的泵产生的力,在惯性作用下,机器人以大约1.2m/s的速度运转,。在试验台上,最终试验的电力系统数据加载到机器人实体上去。当除去电力系统所产生的惯性力以后,机器人普遍以大约2.25m/s的速度运转。目前进行的工作是把电力系统集中到机器人本身,总结出控制的方法,研究出提高工作效率的方法。1.介绍实用机械手因为动力平衡要求,复杂的设计和动力系统等原因正在接受挑战。为了研究动力自主机械手,我们开发了一个高压液压系统驱动的双缸发动机提供动力的动力自主机器人。这种机器人是一个平面机器人,由一个半径12英尺的构架限制表面范围。它有2个自由度,一个导杆和曲柄。液压执行装置固定在机身上,通过链条传递到导杆和曲柄。单臂机器人被设计为一个适合多样性技术的测试平台,它包括液压弹性串联执行装置液压执行装置要考虑到高准确性,适度带宽压力控制,一些机器人利用弹性串联执行装置,而单臂机器人是第一台应用液压型执行装置的机器人。虚拟转动弹簧转动的支架定位经常仿造在弹簧上,它表示转动效率取决于肌肉组织和筋(见参考文献4)。为了加快效率和简化控制,大多数机器人利用的是一个物理支管弹簧(见参考文献5。单臂机器人是一个决定在转动机器人中是否能用虚拟弹簧替代实体弹簧的测试平台。当单臂机器人完成试用,我们将模拟一个使用可控制的虚拟支撑弹簧。弹性串联执行装置的特性如果在实体弹簧中没有得到效率补偿,机器人灵活的保持控制,弹簧弹回完全支配合成力。高密度,移动性,液压动力系统为了使机器手臂更实用,必须要研制高动力和高能量系统。燃油驱动液压系统是一个使人感兴趣的选择。然而,现在缺少轻便的解决方法,而且专家这方面的知识比腿部机器人的知识更加集中。单臂机器人是可以成为一个能给与其他机器人提供液压发动机动力系统的发展项目和测试平台。在机器人的设计中,我们反复利用了个仿真设计程序。我们以各种不同的速度和不同的总数块运行了机械手,现实模拟而且得到了物理参数和联合转力矩、速度、和运动范围要求。使用这些功率的联合器,我们能够计算出系统的压力和流程需求,而且可以选出一些符合那些规格部件来。然后在SolidWorks里把这些部件连同机械手结构一起做成模型,得到的新的机械性能被加载到模型里进行模拟。重复这一个程序,直到原型设计成份选择出来。2.模拟仿真为了确定单臂机器人的电力需求,我们用YoboticsSimulationConstructionSet软件进行了最真实的模拟。在模拟实验中,我们假设弹力腿部的回弹力为0。这是一个非常保守的设定,因为记载数据显示奔跑的动物和几乎所有移动机器人的弹力腿部的回弹力都很大。我们打算最后修改弹力腿部构造的设计。现在,先假设回弹力为0,其一确保电力系统超过最终机器人所需的要求,其二因为弹力腿部是比较难模拟的,我们要准确的确定它提供哪种电力储备系统。我们总结了模拟机器人以3.5m/s速度行走时的控制法(图1),算法类似于Raibert(见参考文献5)的三工位计算,但是稍做了修改。工步通过控制垂直方向的上下速度进行控制,而不是通过底部的弹簧片组的压缩得到。因为单臂机器人的腿部弹簧是假设的,并且臀部和膝盖的力是任意假设给定的,所以这完全有可能。相对来说,大多数可移动机器人的腿部弹簧是真的并且规定了相应的跳跃。如果真实的速度比需要达到的速度更少,除了经过脚安置控制向前的速度之外,需要增加一个速度控制机延迟推进。我们在各种不同的身体块中做模拟以完善机械手的设计。到目前为止,当轻量级94磅模拟速度为3.5m/s时,重量级的模拟速度只有2.5m/s。图1表示的是94磅重的机器人在速度是3.5m/s时模拟赛跑的一个截图。

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